อาจารย์ได้เห็นความก้าวหน้าในการเรียนรู้หลายเรื่องแล้ว ทั้งการจมการลอย ความเป็นอนุภาคของสสาร และธาตุอาหารของพืช คราวนี้เรามาดูความก้าวหน้าในการเรียนรู้เรื่องวัฏจักรของน้ำบ้าง
หากเราเปิด “ตัวชี้วัดและสาระการเรียนรู้แกนกลาง กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพนื้นฐาน พ.ศ. 2551” เราจะพบคำว่า “วัฏจักรน้ำ” อยู่อย่างน้อย 2 แห่ง
แห่งแรกปรากฏใน ว 6.1 ป. 5/2 ซึ่งตัวชี้วัดระบุว่า “ทดลองและอธิบายการเกิดวัฏจักรของน้ำ” และสาระการเรียนรู้แกนกลางระบุว่า “วัฏจักรน้ำเกิดจากการหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องระหว่างน้ำบริเวณผิวโลกกับน้ำในบรรยากาศ” (หน้า 76)
แห่งที่สองปรากฏใน ว 2.1 ม. 3/3 ซึ่งตัวชี้วัดระบุว่า “อธิบายวัฏจักรน้ำ วัฏจักรคาร์บอน และความสำคัญที่มีต่อระบบนิวเศ” และสาระการเรียนรู้แกนกลางระบุว่า “น้ำและคาร์บอนจะมีการหมุนเวียนเป็นวัฏจักรในระบบนิเวศ ทำให้สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศนำไปใช้ประโยชน์ได้” (หน้า 32)
นี่หมายความว่า วัฏจักรนั้นเป็นเรื่องสำคัญจริงๆ ครับ
ในบทความวิจัยเรื่อง “A Learning Progression for Water in Socio-Ecological Systems” ผู้วิจัยนำเสนอความก้าวหน้าในการเรียนรู้เรื่องวัฏจักรน้ำ โดยมีนักเรียนตั้งแต่ ป. ปลายจนถึง ม. ปลาย (ป. 5 – ม. 6) เป็นผู้ให้ข้อมูลครับ เขาจัดลำดับของความก้าวหน้าในการเรียนรู้เรื่องวัฏจักรน้ำออกเป็น 4 ลำดับ ดังนี้ครับ [แต่ละลำดับยังถูกแยกย่อยออกเป็นอีก 5 ด้าน แต่ผมขอนำเสนอแบบรวมๆ นะครับ]
ลำดับที่ 1 นักเรียนกลุ่มนี้ระบุถึงแหล่งน้ำที่ตนเองคุ้นเคย และที่พบเห็นได้ในชีวิตประจำวัน เช่น แม่น้ำ แอ่งน้ำ บ่อน้ำ ฯลฯ โดยไม่มีการระบุถึงความเกี่ยวข้องกันของแหล่งน้ำเหล่า นอกจากนี้ ไม่มีคำอธิบายเกี่ยวกับการหมุนเวียนของน้ำเลย (น้ำอยู่ในแหล่งน้ำ และมันไม่ไปไหนหรือไปไหนก็ไม่รู้)
ลำดับที่ 2 นักเรียนกลุ่มนี้ระบุถึงแหล่งน้ำที่ตนเองคุ้นเคย และที่พบเห็นได้ในชีวิตประจำวัน เช่น แม่น้ำ แอ่งน้ำ บ่อน้ำ เมฆ ฯลฯ แต่มีการระบุถึงการหมุนเวียนแบบง่ายๆ ของน้ำระหว่างแหล่งนั้นเหล่านั้น ซึ่งอาจเป็นกลไกตามธรรมชาติ เช่น การไหล การซึมลงดิน และการตกของฝน หรืออาจเป็นกลไกโดยสิ่งมีชีวิต เช่น การขนย้ายโดยคน การดื่มและการขับถ่ายของสัตว์ (น้ำอยู่ในแหล่งน้ำ และเปลี่ยนไปอยู่ที่อื่นได้ด้วยกลไกบางอย่าง)
ลำดับที่ 3 นักเรียนกลุ่มนี้ระบุแหล่งน้ำได้หลายแหล่ง ทั้งที่ตัวเองคุ้นเคยและไม่คุ้นเคย และทั้งที่พบเห็นและไม่พบเห็นในชีวิตประจำวัน เช่น แม่น้ำ แอ่งน้ำ บ่อน้ำ น้ำใต้ดิน น้ำที่ซึมอยู่ในดิน ละอองน้ำในอากาศ เมฆ ฯลฯ (นักเรียนกลุ่มนี้เริ่มมองน้ำในระดับจุลภาค−อนุภาคของน้ำ−ได้แล้ว ในขณะที่นักเรียน 2 กลุ่มก่อนหน้านี้ยังมองน้ำในระดับมหภาคได้เท่านั้น) นักเรียนกลุ่มนี้สามารถเล่าเป็นกระบวนการได้ว่า น้ำมีการหมุนเวียนจากแหล่งหนึ่งไปยังอีกแหล่งหนึ่งยังไงบ้าง (ซึ่งส่วนใหญ่ระบุได้มากกว่า 1 กระบวนการ) อย่างไรก็ตาม นักเรียนกลุ่มนี้ยังอธิบายไม่ได้หรืออธิบายได้ไม่ชัดเจนว่า กระบวนการเหล่านั้นเกิดขึ้นได้อย่างไร
ลำดับที่ 4 นักเรียนกลุ่มนี้ไม่เพียงแต่ทำทุกอย่างที่นักเรียนกลุ่มก่อนหน้านี้ทำได้ แต่ยังสามารถอธิบายกระบวนการที่ทำให้น้ำเกิดการหมุนเวียนได้ เช่น แรงโน้มถ่วงทำให้น้ำไหลจากที่สูงไปที่ต่ำ การซึมผ่านจากบริเวณที่มีน้ำน้อยไปยังบริเวณที่มีน้ำมาก การระเหยทำให้น้ำเหลวๆ กลายเป็นไอน้ำในอากาศ การควบแน่นทำให้ไอน้ำกลายเป็นของเหลว และ ความกดอากาศทำให้ไอน้ำจากที่หนึ่งไหลไปยังอีกที่หนึ่ง เป็นต้น
ผู้วิจัยมีการวิเคราะห์ด้วยนะครับว่า โดยเฉลี่ยแล้ว นักเรียนในแต่ระดับชั้นอยู่ในลำดับไหน ดังภาพในหน้าที่ 859 [ผมไม่ค่อยแตกฉานเรื่องการวิเคราะห์ข้อมูลแบบนี้ครับ] โดย ES คือ นักเรียน ป. ปลาย; MS คือ นักเรียน ม. ต้น; HS คือ นักเรียน ม. ปลาย
เราจะเห็นว่า โดยเฉลี่ยแล้ว นักเรียน ป. ปลาย อยู่ระหว่างลำดับที่ 1 และลำดับที่ 2 (ค่าเฉลี่ย = 1.86) ส่วนนักเรียน ม. ต้น และนักเรียน ม. ปลาย อยู่ระหว่างลำดับที่ 2 และลำดับที่ 3 (ค่าเฉลี่ย = 2.29 และ 2.46 ตามลำดับ)
ตามมุมมองส่วนตัวของผมเองนะครับ ผมเห็นช่องว่างที่กว้างมากระหว่างลำดับที่ 2 และลำดับที่ 3 กล่าวคือ นักเรียนส่วนใหญ่ในการวิจัยนี้ไปไม่ถึงลำดับที่ 3 ซึ่งเป็นลำดับที่เกี่ยวข้องกับการมองน้ำในระดับจุลภาค (นั่นคือ การมองน้ำเป็นอนุภาึคหรือโมเลกุล)
หากเรากลับไปพิจารณาตัวชี้วัดข้างต้น เราจะเห็นว่า เรากำลังคาดหวังให้นักเรียนชั้น ป. 5 เข้าใจการหมุนเวียนของน้ำระหว่างบริเวณผิวโลกกับบรรยากาศ ซึ่งต้องเกี่ยวข้องกับ “การระเหย” และ “การควบแน่น” ซึ่งเป็นลำดับที่ 3 ตามความก้าวหน้าในการเรียนรู้เรื่องวัฏจักรน้ำ
ความก้าวหน้าในการเรียนรู้ช่วยให้เราวิเคราะห์ได้ว่า นักเรียนในระดับชั้นใดที่พร้อมสำหรับการไต่ลำดับแนวคิดไปได้สูงแค่ไหนครับ
หมายเหตุ: อาจารย์ที่สนใจเรื่องนี้ สามารถอ่านแผนการจัดการเรียนรู้ และการประเมินความเข้าใจของนักเรียน เพิ่มเติมได้ครับ